把话说在前面,这玩意是真的面世了,不是什么实验室理论,我们对理论不感兴趣,理论太多了,没有真材实料的玩意我们不会写的。
看到这个消息,真的是很激动,我们粉丝同学中有很多是残疾人,也有很多人的家人是残疾人,这里我们说的是肢体残疾,集中在手和脚。其实我们对这一块是比较陌生的,因为的确没多少接触。
自从做公众号以来一直在断断续续听到类似的倾诉,深感肢体残疾的人群生活的艰辛是我们健全人无法想象的,所以我们一直为残疾人留心相关的事情,想为残疾人做点力所能及的事情。而且不研究的话我们也不知道原来现在的假肢有那么多名堂。
提到假肢,大家大概印象最深的就是漫威电影中冬兵的那条强悍的手臂。

这条手臂其实只是科幻,目前完全做不到。且就假肢而言,上肢和下肢的要求完全不一样。下肢的话还好点,主要是支撑,走路,无需做太复杂的动作,其实人的腿除了舞蹈演员之外正常人也没太多动作要做。我们知道现在国内卖的很多假肢已经不错了。部分高端产品甚至能慢跑了。

但是上肢就完全不同,这个要求就高太多了,特别是手,这个复杂程度不是一般人能想象的,技术含量也远非下肢能比。
其实我们一般人很难体会这个手的复杂性,等到我们失去了才会知道手有多么重要,要想体会手的重要性其实非常简单,大家可以回家试试看,用毛巾把双手都包住,然后尝试下生活中的一些操作,比如穿衣服,拿杯子,相信我,囡囡试过,你会奔溃的。
因此上肢一直是科学家们重点攻坚的地方。

其实这个上肢根据截肢的部位不一样,这个假肢做起来也是完全不一样,具体的技术细节不说了,太复杂。
目前貌似假肢大概粗略来看我们买的到的大概分以下几种:

装饰性的假肢没太大意义,特别对于手来说。
现在假肢的外表已经几乎可以以假乱真了,重要的是实际功效。

其实科学家们一直在努力,手臂的假肢的控制性是重中之重,也是最难的地方。我们查到的科学家探索的大概有以下几种: 1、身体机械运动控制。貌似只能完成几个预定动作,喝水、梳头等。
2、再造假肢控制。就是通过手术给你单独弄一个小肢体出来,让你能控制大假肢。貌似国内有专家在研究这个。
3、声音控制。这个不谈了。
4、脑电波EEG控制,也不谈了。
5、脑磁控制,不谈不谈。
6、肌电控制。这个就是目前最先进的技术,可以最可用的,利用肌肉的电流信号分析转换到假肢上。

这个科学家们是费尽了脑汁。
但是缺点很明显,第一,皮肤表皮传递信号的速度太慢了,基本上反应是很迟钝的;第二,你没法得到反馈,只能看着假肢缓缓去完成动作,这对于我们来说是远远不够的。只是比机械和声音更加方便点而已。
而科学家们独辟蹊径!为了让手臂能够得到真实的反馈,比如我握一个东西有多重?我可以捏多紧?我手指根据物体需要弯曲到什么程度?这些反馈对于假肢来说太重要了!
早在2016年,很多人就开始研究用手臂残留肌肉电流和神经系统控制假肢。

因为虽然手臂没了,但是整个传输的部分神经还在。
简单来说,哪怕电线断了,剩下的电线依然还可以导电的。

很久以前科学家就设想着是不是可以把假肢直接连到骨骼内的系统,让大脑可以通过神经直接给假肢下命令。

做出测试产品后,通过实验发现效果是有,但是总体距离真实手臂感觉还是差了一大截。

举个简单例子,类似控制法无法让你做到精确控制手臂力度,连平稳把一个鸡蛋放在篮子里都做不到,鸡蛋会被捏破。

大家看到了吧?这么一个简单的动作,做起来有多难?你的手臂既要用力握住鸡蛋,又不至于让鸡蛋捏破,其实非常复杂。根本原因还是在于假肢和神经的连接性不够,无法得到反馈,没有反馈你就根本不知道该花多少力气去捏鸡蛋。
所以大家现在知道漫威电影中冬兵那条力大无穷无所不能的高科技手臂其实距离我们非常遥远。

不过可喜的是,科学家已经迈出了关键的一步!让假肢的导线和你的神经系统相连接,直接让你控制假肢并从神经获得反馈!
没在扯淡,真的做成了。这是相关的单位,我们不一一例举了。大家自己看图标。

这算是欧盟委员会主导的一个项目,叫做地平线2020,其中包含了很多方面的内容,包括残疾人项目,其中有个项目叫DeTOP(GA#687905)。

而这个假手的项目就是DeTop中的一个部分,由Scuola Superiore Sant''Anna的Christian Cipriani教授协调,还包括假肢实验室Prensilia,哥德堡大学,隆德大学,埃塞克斯大学,瑞士电子和微技术中心,INAIL假肢中心,UCBM罗马分校和Ortopedico Rizzoli研究中心。
也就说是很多大学和假肢专家研究的结晶,绝对不是玩虚的。
具体怎么搞?做个小手术,把传导设备装入你的手臂内。

这次不再从骨骼“走线”,而是通过钛金属芯片直接把线导出来,连接你的肌肉和神经系统。

然后通过肌肉电流等刺激神经,这种刺激是双向的,不仅能够从你的大脑接受神经指令,也能把假肢的神经刺激反馈给你的大脑。

比如假肢接受指令张开了,然后拿个杯子,用多少力气?假肢可以反馈给大脑,让大脑进一步控制和分析。这样一来一回,根本上已经和我们人体正常使用手流程一致了。

根据这个想法,去年11月,一个原版雏形就出现了。
与手臂肌肉贴合良好。

经过不断的测试,可以看到,使用者已经可以完全根据大脑的信息对手臂进行非常复杂的操作,而且响应非常的迅速,可以完成比较复杂的工作。

这个看似简单的抓取工作其实整个流程非常复杂,假肢已经能给使用者“力度”的感觉。
也就是说使用者第一次从假肢上有了“感觉”。
机械设备把机械信号通过芯片转换成了人体可以识别的神经信号。
在通过驱动神经刺激以传递这种感觉的传感器,用连接手臂的电极让使用者感觉到了“手”的存在。
可能你会问,这难道不是还是实验室产品?
不,最终完善的上市版已经出来了,长这样。

这个能干什么?看看动作。
可以说非常灵活了,大幅度的复杂动作也可以。

把生活中的物品放进去看看能干些什么。轻松捏住一个圆滚滚的网球。意味着生活中拿圆形的物体已经没问题。

我们换个东西,不规则的,比如电工胶带,看看行不行。

完全没问题,不规则的物品也能抓牢,那么换个重点的,一瓶矿泉水抓得住吗?

有了足够的反馈,一瓶比较重的矿泉水也不在话下。可能你会想,不对啊,都是大东西,拿大东西不代表小东西也行啊?
ok,我们换支笔试试看?

轻轻松松,再小点?比如……一个螺母?

拿的很紧哦,再小点?额……一枚硬币?

够小了吧?还要小?生活中最小的物品可能是什么?一张卡片?这个算是极致了吧?能捏住卡片吗?比如日常生活中掏信用卡之类的很常见啊。

完全没有问题!
经过试验证明,很多日常工作已经完全可以完成,甚至拿茶杯不再需要整个握住茶杯,可以和正常人类一样用茶杯柄喝水。

要知道,这些复杂的需要力度把握的动作目前的绝大部分产品是做不到的。
再次提醒,这个不是什么实验室的产品,已经量产上市了,先期产品由瑞典的Integrum AB公司推出,目前这只假手已经有了第一位消费者,一位瑞典的女性。

她目前已经完成了电极移植手术,开始了为期数月的模拟学习。

模拟软件通过模拟各种动作,传递信号给她,她逐步逐步学习如何去控制假肢。钛植入物放置在她的两个前臂骨骼(桡骨和尺骨)中,从中扩展电极到神经和肌肉以提取信号以控制机器人手并提供触觉感觉。
在专家的指导下,她学习一步一步用自己的神经去控制手臂。

大家可以清楚的看到,她在完全不借助外力,仅仅凭借自身的大脑控制就完成了对手臂的控制,效果惊人。

这个比传统假肢而言更重要的是能让你的残肢得到真正的锻炼,很多断肢患者多年后都会产生肌肉和骨骼萎缩,就是因为长期不使用造成的,而现在这种方式可以有效地避免这种情况的产生。
接下来几个月,瑞典和意大利还将会有2名消费者加入学习的队伍,负责设计的公司认为根据目前的进度,基本上这种创新的假手可以完成生活中的大部分工作。
比如简单的电脑打字。

每天给自己系鞋带。

甚至可以和人握手,让对方感受自己恰到好处的握力。

这些才是假肢的真正意义吧!
可能你会问这个东西何时推广?这个真的说不准,但是应该就在几年之内可以逐渐推广出来,要推广到中国估计等的时间会比较久,毕竟这个东西安装前期需要动一个小手术,具体中国医院和国外怎么合作暂时无法估计,不过无论怎么说,这对于残疾人,尤其是上肢残疾的人康复来说绝对是一个天大的好消息。希望能够尽快引进。
后续这项技术还会运用到下肢中,或许在不远的将来,残疾人也能真正意义上和健全人一样生活工作。
感谢这些科学家,在我们不知道的角落,总有一群人在默默的做着非常了不起的事情。
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